Ηλεκτροστατική εκτροπή σε CRT
Ορισμός: Η ηλεκτροστατική εκτροπή είναι η μέθοδος τηςευθυγραμμίζοντας τη διαδρομή των φορτισμένων σωματιδίων με την εφαρμογή του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των πλακών εκτροπής. Η λέξη ηλεκτροστατική σημαίνει τη δύναμη και την κατεύθυνση του πεδίου που αλλάζει σχετικά με το χρόνο. Έτσι, τα σωματίδια θα κινηθούν μόνο προς μία κατεύθυνση.
Ο σωλήνας καθοδικής ακτινοβολίας χρησιμοποιεί πλάκες εκτροπής γιατροποποιώντας τη διαδρομή των ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια μετά την έξοδο μέσω του ηλεκτρονικού πιστολιού περνούν μέσα από τις πλάκες εκτροπής. Το CRT χρησιμοποιεί κάθετες και οριζόντιες πλάκες για εστίαση της δέσμης ηλεκτρονίων.
Η κατακόρυφη πλάκα παράγει ένα ηλεκτρικό πεδίοστο οριζόντιο επίπεδο και προκαλεί οριζόντια κάμψη. Το άλλο ζεύγος είναι τοποθετημένο οριζόντια και παράγει ένα ηλεκτρικό πεδίο στο κατακόρυφο επίπεδο και προκαλεί κατακόρυφη εκτροπή. Αυτές οι πλάκες επιτρέπουν στη δοκό να περάσει μέσα από τις πλάκες εκτροπής χωρίς να τους χτυπήσει.
Διαμόρφωση Ηλεκτροστατικής Εκτροπής
Η γενική διάταξη του ηλεκτροστατικούη παραμόρφωση φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Τα Α και Β είναι οι δύο παράλληλες πλάκες μεταξύ των οποίων εφαρμόζεται η διαφορά δυναμικού. Αυτές οι πλάκες εκτροπής παράγουν το ομοιόμορφο ηλεκτροστατικό πεδίο στην κατεύθυνση Υ.
Το ηλεκτρόνιο εισέρχεται μεταξύ των πλακώνβίωσε τη δύναμη μόνο στην κατεύθυνση Υ και το ηλεκτρόνιο θα κινηθεί μόνο προς αυτή την κατεύθυνση. Δεν υπάρχει δύναμη ούτε στην κατεύθυνση Χ ούτε στην κατεύθυνση Ζ. Επομένως, καμία επιτάχυνση των ηλεκτρονίων δεν συμβαίνει προς αυτή την κατεύθυνση.
μι0 = Τάση της προ-επιταχυνόμενης ανόδου σε volt.
e = φόρτιση ενός ηλεκτρονίου σε coulomb.
m = μάζα ηλεκτρονίου σε Kg.
VΒΟΔΙ = ταχύτητα του ηλεκτρονίου όταν εισέρχεται στις πλάκες εκτροπής σε μέτρο ανά δευτερόλεπτο.
μιρε = δυναμικό μεταξύ των πλακών εκτροπής σε Volts.
d = απόσταση μεταξύ της πλάκας εκτροπής στο μετρητή.
μεγάλορε = μήκος της πλάκας εκτροπής σε μέτρα.
L = απόσταση μεταξύ της οθόνης και του μέσου των πλακών εκτροπής.
D = παραμόρφωση της δέσμης ηλεκτρονίων στην οθόνη στην κατεύθυνση Υ.
Όταν το ηλεκτρόνιο μετακινείται από την επιταχυνόμενη κάθοδο σε άνοδο, χάνουν τη δυνητική τους ενέργεια. Ο τύπος δίνει τη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου.
Τα ηλεκτρόνια κερδίζουν την κινητική ενέργεια. Και η ενέργειά τους δίνεται από την εξίσωση
Εξισώνοντας την δυναμική και την κινητική ενέργεια παίρνουμε την ταχύτητα του ηλεκτρονίου όταν εισέρχεται στις πλάκες εκτροπής.
Η ταχύτητα του ηλεκτρονίου στην κατεύθυνση Χ παραμένει ίδια σε ολόκληρη την πλάκα εκτροπής, επειδή δεν ασκείται καμία δύναμη στην κατεύθυνση Χ.
Η εξίσωση δίνει την ένταση του ηλεκτρικού πεδίου στην κατεύθυνση Υ
Η δύναμη που ασκείται στο ηλεκτρόνιο στην κατεύθυνση Υ. Ο όρος ay δείχνει την επιτάχυνση των ηλεκτρονίων στην κατεύθυνση y.
Η αρχική ταχύτητα του ηλεκτρονίου εισέρχεται στην πλάκα εκτροπής είναι ίση με μηδέν και η εξίσωση δίνει την μετατόπιση ενός ηλεκτρονίου κατά την κατεύθυνση Υ ανά πάσα στιγμή t
Η ταχύτητα στην κατεύθυνση Υ είναι σταθερή και η μετατόπιση στην κατεύθυνση Υ δίνεται ως
Αντικαθιστά την τιμή του t στην εξίσωση μετατόπισης y που δίνει
Η παραπάνω εξίσωση αντιπροσωπεύει parabola.The κλίση σε οποιοδήποτε σημείο δίνεται ως
Αντικαθιστώντας το x = lρε, παίρνουμε την αξία του tanθ.
Μετά τη διέλευση από την πλάκα εκτροπής, τα ηλεκτρόνια κινούνται στην ευθεία. Αυτή η ευθεία γραμμή είναι η εφαπτομένη στην παραβολή σε x = lρε και διασταυρώστε τον άξονα Χ στο σημείο Ο'Η εξίσωση δίνει τη θέση του σημείου
Η εκτροπή D στην οθόνη εκφράζεται ως
Αντικαθιστώντας την τιμή του v2βόδι στην παραπάνω εξίσωση παίρνουμε
Από την παραπάνω εξίσωση μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η εκτροπή του ηλεκτρονίου είναι άμεσα ανάλογη προς την τάση εκτροπής.
